Номер 5, страница 239 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Ответь на вопросы. § 49. Физический смысл показателя преломления. Глава 3. Световые явления. Электромагнитные волны - номер 5, страница 239.

5. Какие характеристики световой волны меняются при её переходе из одной среды в другую?

5. Решение

При переходе световой волны из одной оптически прозрачной среды в другую (например, из воздуха в воду) происходит явление преломления. При этом одни характеристики волны меняются, а другие остаются неизменными.

Рассмотрим основные характеристики световой волны:

1. Частота ($f$) и период ($T$). Частота световой волны определяется характеристиками ее источника. Она показывает, сколько полных колебаний совершают частицы в волне за единицу времени. При переходе из одной среды в другую источник не меняется, поэтому частота волны остается постоянной. Период волны — это величина, обратная частоте ($T = 1/f$), поэтому он также не изменяется. Так как цвет, воспринимаемый человеческим глазом, напрямую зависит от частоты света, то и цвет светового пучка при переходе в другую среду не меняется.

2. Скорость распространения ($v$). Скорость распространения света зависит от оптических свойств среды, а именно от ее абсолютного показателя преломления $n$. Связь между скоростью света в среде $v$, скоростью света в вакууме $c$ и показателем преломления $n$ выражается формулой: $v = c/n$. Поскольку разные среды имеют разные показатели преломления (например, для воздуха $n_{возд} \approx 1$, а для воды $n_{воды} \approx 1.33$), то при переходе из одной среды в другую скорость света изменяется.

3. Длина волны ($\lambda$). Длина волны, скорость ее распространения и частота связаны соотношением: $\lambda = v/f$. Так как при переходе из одной среды в другую скорость $v$ изменяется, а частота $f$ остается постоянной, то длина волны $\lambda$ также изменяется. Например, при переходе из воздуха в воду скорость света уменьшается, следовательно, и длина волны также уменьшается.

4. Направление распространения. При наклонном падении света на границу раздела двух сред его направление изменяется — происходит преломление луча. Это явление описывается законом Снеллиуса. Направление не меняется только при перпендикулярном падении света на границу раздела.

5. Амплитуда и интенсивность. При прохождении границы раздела двух сред часть световой волны отражается, а часть проходит дальше. Это означает, что энергия прошедшей (преломленной) волны меньше энергии падающей волны. Следовательно, амплитуда и связанная с ней интенсивность света также, как правило, изменяются (уменьшаются).

Таким образом, неизменной остается только частота (и связанные с ней период и цвет).

Ответ: При переходе световой волны из одной среды в другую изменяются ее скорость распространения, длина волны и направление распространения. Также изменяются амплитуда и интенсивность волны.